钛合金是当今先进飞机和航空发动机的主要结构材料之一,钛合金的应用水平是衡量飞机选材先进程度的重要标志之一,是影响飞机战技性能的重要方面。而我国的战斗机用钛量仅2%左右,与俄美国家相比差距十分明显。因此,发展我国钛合金材料的研制和应用技术十分紧迫。 TA21钛合金,名义化学成分Ti-1A1-1Mn,是原苏联研制成功的一种具有较高的综合性能和良好焊接性能的近α钛合金。其管材主要用于使用温度为250℃以下的航空发动机漏油和通风系统、燃气排放系统的导管以及操纵系统用管材。 本文采用热挤压——热处理——表面机械加工工艺路线,通过对热挤压变形参数、机械加工工艺参数、热处理工艺参数的研究确定,获得了各项指标都满足技术条件要求的热加工高精度厚壁管材。针对该合金冷加工塑性较差,冷轧过程中易产生裂纹缺陷而可能导致冷轧管材成形困难的难题,重点对冷轧道次变形量,减径率与减壁率比值,管坯热处理工艺,管坯表面处理方法和工艺等进行了系统的研究;为获得稳定良好的组织性能,重点对成品退火温度、保温时间以及冷轧加工率对管材组织性能的影响关系进行了系统研究;为获得优质的管材表面,对冷轧管材成品表面处理方法及工艺等进行了研究。确定出了合理的冷、热加工管材的工艺路线参数。 本文进行了TA21钛合金管材的全面性能测试分析、应用研究以及与俄进口OT4—O和IIT-7M钛合金管材对比研究,采用研制工艺生产出的各种规格管材表面质量优良、尺寸精确、性能稳定、可靠、水准高,完全符合相应技术标准要求,并达到国外相应材料水平,可以替代进口材料使用,填补了国家空白。 本文研究所确定的TA21钛合金管材生产工艺是在工业化生产条件下获得的,并经过生产实践重复再现,证明是合理、稳定、可靠的。